基于水滑石薄膜复合材料的制备及电、光催化性能的研究

作     者：陈琳 

作者单位：南昌航空大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗胜联;涂新满

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：水滑石薄膜 RGO/Zn-Cr LDHs AuNps/Zn-Cr LDHs 电催化 光催化 表面活性剂 

摘      要：水滑石薄膜结合了水滑石和薄膜的优点,既具有水滑石独特的层状结构、层板阳离子可调控性、层间阴离子可交换性和记忆效应等特点,又有薄膜流失率低、易回收、便于器件化等特点,在电催化和光催化方面有很大的利用前景。本论文围绕“水滑石基薄膜复合材料这个主题,通过电化学方法合成材料,并研究了它们在电催化和光催化方面的性能。1.通过循环伏安法在金电极表面制备了Zn-Cr LDHs薄膜,并将GO电还原沉积到Zn-Cr LDHs表面得到了RGO/Zn-Cr LDHs薄膜复合材料。采用电化学和石英晶体微天平(QCM)联用技术对其沉积过程进行了表征。运用扫描电镜(SEM)及循环伏安法等方法研究了该修饰电极的结构和电化学性能。SEM表明Zn-Cr LDHs薄膜呈多孔网状结构,片状透明的RGO分布于Zn-Cr LDHs表面。EIS表明复合RGO能有效提高材料的电子的传导能力。考察了双酚A(BPA)在修饰电极上的电化学行为。结果表明,RGO/Zn-Cr LDHs比Zn-Cr LDHs修饰电极对BPA表现出更优异的电催化性能。在优化条件下,其线性范围为2.0×10-7.0×10-4mol/L,并且具有良好重现性。2.通过电化学法一步电沉积制备了纳米Au负载的Zn-Cr LDHs,通过XRD,SEM,紫外可见漫反射和电化学等技术分别表征了所制得的样品的结构,形貌,光响应和电化学性能。结果表明纳米Au均匀地负载在Zn-Cr LDHs表面,能够拓宽光响应范围,使费米能级负移,提高光生电子的迁移率,抑制电子-空穴对的复合,协同Zn-Cr LDHs较高的染料吸附力,能够有效的提高光催化性能。3.考察不同类型表面活性剂对Zn-Cr LDHs薄膜电沉积过程及性能的影响。通过SEM、XRD、DRS、EIS等表征,证明表面活性剂影响了Zn-Cr LDHs薄膜的形貌和晶型,拓宽了材料的光吸收范围,增强了电子的迁移率,提高了材料的光催化性能。